(57)【要約】【課題】ロックアップ付きトルクコンバータにおいて、摩擦材の半径方向のスペースを小さくするとともに、摩擦材の接触面積を維持したままでトルク容量をアップさせること。【解決手段】ロックアップ付きトルクコンバータ１０は、ロックアップ係合側油室１２とロックアップ解放側油室１４との圧力差を調整することによって、タービンランナ１６と一体的に回転するロックアップピストン１８とフロントカバー２０とを多板構造の摩擦材２２，２４，２６を介してスリップ係合可能に係合させる。各摩擦材２２，２４，２６は、フロントカバー２０の半径方向部３８に対して傾けて配置される。また、最も内側の摩擦材２６以外の摩擦材２２，２４は、円周方向に均等に分割されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロックアップ係合側油室とロックアップ解放側油室との圧力差を調整することによって、タービンランナと一体的に回転するロックアップピストンとフロントカバーとを多板構造の摩擦材を介してスリップ係合可能に係合させる、ロックアップクラッチ付トルクコンバータであって、
各摩擦材は、前記フロントカバーの半径方向部に対して傾けて配置され、
最も内側の摩擦材以外の摩擦材は、円周方向に均等に分割されていることを特徴とする、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロックアップ係合側油室とロックアップ解放側油室との圧力差によって作動するロックアップクラッチを備えたトルクコンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、特許文献１において、軸方向において比較的小さな構成スペースしか必要としない、トルクフィーラを備えたハイドロダイナミック式のトルクコンバータが提案されている。
【０００３】
この特許文献１に記載のハイドロダイナミック式のトルクコンバータでは、ハウジング内に、ポンプインペラ、タービンランナ、ステータおよびロックアップクラッチが収納され、さらにトルクフィーラが設けられており、このトルクフィーラが、タービンランナとハウジングの入力側の第１のハウジングシェルとの間のスペースに、半径方向でロックアップクラッチの内側に組み込まれている。
【０００４】
また、特許文献２において、流体力学的トルクコンバータが、構造が簡単で、しかも橋絡カップリングの大きなトルク伝達性能を保証するようにした、技術が提案されている。
【０００５】
この特許文献２に記載の流体力学的トルクコンバータでは、橋絡構造部とコンバータケーシングとの間に形成されている室が、半径方向で内方に向かって被駆動軸にまで達している。この室と被駆動軸のアキシャル孔との間の接続範囲は、圧力液体が渦形成を充分に回避してわずかな流動抵抗をもって当該室から当該アキシャル孔内に流れるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３３１９４９号公報
【特許文献２】特開平１１−３１５９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、一般的なロックアップクラッチ付きトルクコンバータにおいては、フロントカバーの半径方向部に対して多板構造の摩擦材を配置することで、摩擦材の面積を増やし、トルク容量を確保している。また、油圧によるピストン押し付け圧のみで、トルク容量を確保している。
【０００８】
しかしながら、フロントカバーの半径方向部に対して摩擦材を平行に配置しているため、トルクコンバータが軸方向に大きくなってしまう。これは、摩擦材をフロントカバーの半径方向部に対して平行に配置すると、軸方向に対してスペースが必要となるためである。
【０００９】
また、摩擦材の接触面積を維持したままでトルク容量を増やそうとすると、大きな油圧が必要となる。これは、摩擦材に力を及ぼす方向に力が働くものが油圧しか存在しないからである。
【００１０】
本発明は、上記の技術背景に鑑みてなされたもので、摩擦材の半径方向のスペースを小さくできるとともに、摩擦材の接触面積を維持したままでトルク容量をアップさせることができる、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明にかかるロックアップクラッチ付きトルクコンバータは、ロックアップ係合側油室とロックアップ解放側油室との圧力差を調整することによって、タービンランナと一体的に回転するロックアップピストンとフロントカバーとを多板構造の摩擦材を介してスリップ係合可能に係合させる、ロックアップクラッチ付トルクコンバータであって、各摩擦材は、前記フロントカバーの半径方向部に対して傾けて配置され、最も内側の摩擦材以外の摩擦材は、円周方向に均等に分割されている。
【００１２】
上記構成によれば、各摩擦材をフロントカバーの半径方向部に対して角度を持たせて配置しているので、摩擦材の半径方向のスペースを小さくすることができる。また、最も内側の摩擦材以外の摩擦材を円周方向に均等に分割しているので、遠心力が摩擦材に働く。そのため、摩擦材の接触面積を維持したままでトルク容量をアップさせることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、摩擦材の半径方向のスペースを小さくできるとともに、摩擦材の接触面積を維持したままでトルク容量をアップさせることができる、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態にかかるロックアップクラッチ付きトルクコンバータの構成を示す断面図である。
【図２】第１の摩擦材を図１のＡ方向から視た図である。
【図３】第２の摩擦材を図１のＡ方向から視た図である。
【図４】第３の摩擦材を図１のＡ方向から視た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
＜ロックアップクラッチ付きトルクコンバータの構成＞
図１は本発明の実施の形態にかかるロックアップクラッチ付きトルクコンバータ１０の構成を示す断面図である。
【００１７】
図１を参照して、本実施の形態のロックアップクラッチ付きトルクコンバータ（単に、「トルクコンバータ」と称することもある。）１０は、ロックアップ係合側油室１２とロックアップ解放側油室１４との圧力差を調整することによって、タービンランナ１６と一体的に回転するロックアップピストン１８とフロントカバー２０とを多板構造の摩擦材２２，２４，２６を介してスリップ係合可能に係合させるものであって、上記フロントカバー２０およびタービンランナ１６に加えて、ポンプインペラ２８、タービンハブ３０、ステータ３２、ダンパ装置３４およびロックアップクラッチ機構３６を含む。
【００１８】
フロントカバー２０には、図示されないエンジンの回転軸が固定される。このフロントカバー２０は、タービンハブ３０の半径方向に拡がる半径方向部３８と、半径方向部３８の外縁部からダンパ装置３４に向かって半径方向外向きに傾斜する傾斜部４０と、傾斜部４０の外縁部からポンプインペラ２８に向かって軸線方向に延びる円筒部４２とから構成されている。
【００１９】
タービンハブ３０には、図示されない自動変速機（ＡＴ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）または無段変速機（ＣＶＴ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）の入力軸（図示せず。）がスプライン嵌合される。
【００２０】
ポンプインペラ２８は、フロントカバー２０に対して設けられている。このポンプインペラ２８は、ポンプシェル４４と複数のブレード４６とを有し、ポンプシェル４４は、フロントカバー２０に密に固定されている。
【００２１】
タービンランナ１６は、タービンハブ３０に設けられている。このタービンランナ１６は、タービンシェル４８と複数のブレード５０とを有し、タービンシェル４８は、タービンハブ３０に固定されている。
【００２２】
フロントカバー２０側のポンプインペラ２８と、タービンハブ３０側のタービンランナ１６とは、互いに対向し合い、両者の間には、入力軸と同軸に回転可能な複数のブレード５２を有するステータ３２が配置される。
【００２３】
ステータ３２は、その回転方向を一方向のみに設定するワンウェイクラッチ５４を有しており、ステータ３２（およびワンウェイクラッチ５４）は、スリーブ（ハブ）５６とタービンハブ３０との間でスラスト軸受５８，６０によりタービンハブ３０の軸方向に位置決めされる。
【００２４】
これらのポンプインペラ２８、タービンランナ１６およびステータ３２は、作動油（ＡＴＦ：Ａｕｔｉｍａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｆｌｕｉｄ）を循環させるトーラス（環状流路）を形成する。
【００２５】
トルクコンバータ１に備えられたダンパ装置３４は、タービンシェル４８とともにタービンハブ３０に連結されている。このダンパ装置３４は、中間プレート６２、複数のスプリング６４、および一対のガイドプレート６６，６８を含む。
【００２６】
中間プレート６２は、その外周縁の周方向における複数箇所から、たとえば、概ね台形状の突起が外方に向けて延出されている環状部材として形成されており、その内周部は、リベットなどを介してタービンハブ３０に固定される。この中間プレート６２の突起同士の間には、スプリング６４が各１体ずつ配置され、中間プレート６２および各スプリング６４は、ガイドプレート６６，６８によって両側から挟持される。
【００２７】
ガイドプレート６６，６８は、概ね環状に形成されており、周方向の複数箇所にプレートの一部を外方に膨らませるとともに開口することにより形成されたスプリング保持部７０，７２を有する。これらガイドプレート６６とガイドプレート６８とは、それぞれの外周側縁部の周方向における複数箇所でリベットなどによって互いに連結固定される。そして、中間プレート６２は、ガイドプレート６６，６８の間に、両者に対して回転自在になるように保持され、中間プレート６２の突起間に配置されたスプリング６４は、それぞれ対応するスプリング保持部７０，７２内に収容される。この際、スプリング６４の一方の端部が、スプリング保持部７０，７２の一方の端部と当接する。
【００２８】
トルクコンバータ１０のロックアップクラッチ機構３６は、ダンパ装置３４と、フロントカバー２０との間に配置される。このロックアップクラッチ機構３６は、上記のロックアップピストン１８を含む。
【００２９】
ロックアップピストン１８は、タービンハブ３０の半径径方向に拡がる半径方向部７４と、半径方向部７４の外縁部からダンパ装置３４に向かって半径方向外向きに傾斜する傾斜部７６とを有する。ロックアップピストン１８の半径方向部７４の中心部には、プレス加工などにより、ポンプインペラ２８に向けて延びる内周側位置決め部７８が形成されており、内周側位置決め部７８は、タービンハブ３０のフロントカバー２０側の端部３０Ａに摺動自在に嵌合されている。これにより、ロックアップピストン１８は、タービンハブ３０の軸方向に移動自在となり、フロントカバー２０に対して接近離間可能となる。
【００３０】
多板構造の摩擦材２２，２４，２６は、第２の摩擦材２４を第１および第３の摩擦材２２，２６で上下方向からサンドイッチした構造を有しており、最も内側の第３の摩擦材２６は、ロックアップピストン１８の傾斜部７６から構成されている。これら第１、第２および第３の摩擦材２２，２４，２６は、フロントカバー２０の半径方向部３８に対して角度α（α＝３０〜６０度）をもってして傾けて配置されている。具体的には、上記傾斜角度αの範囲内において、第１、第２および第３の摩擦材２２，２４，２６は、フロントケース２０の傾斜部４０に対して平行に設けられている。
【００３１】
＜摩擦材の構成＞
図２は第１の摩擦材２２を図１のＡ方向から視た図、図３は第２の摩擦材２４を図１のＡ方向から視た図、図４は第３の摩擦材２６を図１のＡ方向から視た図である。
【００３２】
図２を参照して、第１の摩擦材２２は、最も外側に配置され第３の摩擦材２６とともに第２の摩擦材２４をサンドイッチする摩擦材であって、円周方向に均等に４分割されている。これら均等に４分割された各セグメント１００の裏面には、フェーシング部材１０２が貼り付けられている。また、各セグメント１００は、円弧形状をなしており、その外周縁部には、複数のスプライン１０４が突出形成されている。これらのスプライン１０４は、図１に示すように、ダンパ装置３４を構成する中間プレート６２の凹部８０にスプライン嵌合される。
【００３３】
図３を参照して、第２の摩擦材２４は、第１および第３の摩擦材２２，２６でサンドイッチされる摩擦材であって、第１の摩擦材２２と同様に、円周方向に均等に４分割されている。これら均等に４分割された各セグメント２００の裏面には、フェーシング部材２０２が貼り付けられている。また、各セグメント１００は、円弧形状をなしており、その内周縁部には、スプライン２０６が突出形成されている。これらのスプライン２０６は、フロントケース２０の半径方向部３８の凹部８２にスプライン嵌合される。
【００３４】
図４を参照して、第３の摩擦材２６は、最も内側に配置され第１の摩擦材２２とともに第２の摩擦材２４をサンドイッチする摩擦材であって、上述したように、ロックアップピストン１８の傾斜部７６から構成されているがゆえに環状形状をなしている。この第３の摩擦材２６の外周縁部には、複数のスプライン３０２が突出形成されていおり、これらのスプライン３０２がダンパ装置３４を構成する中間プレート６２の凹部８０にスプライン嵌合される。また、第３の摩擦材２６の裏面には、フェーシング部材３０４が貼り付けられている。
【００３５】
こうして、ロックアップピストン１８は、中間プレート６２に軸方向に摺動自在に係合させられる。これにより、ロックアップピストン１８は、フロントカバー２０など回転方向においてダンパ装置３４の中間プレート６２と一体化されるとともに、中間プレート６２に対してタービンハブ３０などの軸方向に移動自在となる。
【００３６】
＜動作＞
上記のように構成されるロックアップクラッチ付きトルクコンバータ１では、図示しないエンジンが作動してフロントカバー２０およびポンプインペラ２８が回転すると、作動油の流れによりタービンランナ１６が引きずられるようにして回転し始める。ステータ３２は、ポンプインペラ２８とタービンランナ１６との回転速度差が大きいときに、ポンプインペラ２８の回転を助けるべく、タービンランナ１６からの流体をポンプインペラへ３と指向させる。これにより、トルクコンバータ１は、ポンプインペラ２８とタービンランナ１６との回転速度差が大きいときには、トルク増幅機として作動し、両者の回転速度差が小さくなると、ステータ３２がワンウェイクラッチ５４によって空転させられて流体継手として作動するようになる。すなわち、エンジンの動力は、ポンプインペラ２８およびタービンランナ１６を介してフロントカバー２０からタービンハブ３０に伝達される。
【００３７】
そして、車両の発進後、所定の条件が満たされると（たとえば、車速が所定値に達すると）、ロックアップクラッチ機構３６が作動される。かかるロックアップに際しては、図示しない油圧装置によってロックアップピストン１８とポンプシェル４４との間に画成される油室に作動油が供給され、ロックアップピストン１８の表裏面間に圧力差が形成される。これにより、ロックアップピストン１８は、フロントカバー２０に向けてタービンハブ３０の軸方向に移動し、第１、第２および第３の摩擦材２２，２４，２６が係合し第１の摩擦部材２２がフロントカバー２０と当接するようになる。
【００３８】
さらに、ロックアップピストン１８に作用する油圧（ロックアップピストン１８の表裏面間における圧力差）が概ね最大になると、ロックアップピストン１８とフロントカバー２０とが摩擦材２２，２４，２６を介して摩擦結合し、両者は一体となって回転する。なお、トルクコンバータ１では、ロックアップピストン１８とフロントカバー２０との間に画成される油室に作動油が供給されると、ロックアップピストン１８とフロントカバー２０との連結が断たれ、両者間には回転差が生じることになる。
【００３９】
ロックアップピストン１８とフロントカバー２０とが摩擦結合し、フロントカバー２０からの動力（トルク）が大きくなると、ガイドプレート６６，６８は、中間プレート６２およびそれが固定されているタービンハブ３０に対して回転する。これにより、中間プレート６２の互いに隣り合う突起間のスプリング６４が、各スプリング保持部７０，７２の一方の端部によって圧縮される。この結果、中間プレート６２は、スプリング６４を介してガイドプレート６６，６８から回転方向の力を受けることになり、各スプリング６４によってフロントカバー２０から伝えられるトルクの変動が吸収されて振動や騒音などの発生が抑制される。そして、フロントカバー２０からの動力（トルク）は、ダンパ装置３４、すなわち、ガイドプレート６６，６８、各スプリング６４および中間プレート６２を介して出力部材としてのタービンハブ３０へと伝達されることになる。
【００４０】
また、各スプリング６４が完全に収縮する前に、ロックアップにより一体化したガイドプレート６６，６８とロックアップピストン１８とが中間プレート６２およびタービンハブ３０に対して所定角度だけ回転すると、所定のストッパにより、ロックアップピストン１８と回転方向に一体化しているガイドプレート６６，６８と、タービンハブ３０に固定されている中間プレート６２との相対回転が規制される。これにより、フロントカバー２０と出力部材としてのタービンハブ３０とがロックアップクラッチ機構３６およびダンパ装置３４を介して機械的に直結され、フロントカバー２０からの動力（トルク）は、ガイドプレート６６，６８および中間プレート６２を介してタービンハブ３０に伝達されることになる。
【００４１】
＜作用・効果＞
上述したロックアップ付きトルクコンバータ１０によれば、第１、第２および第３の摩擦材２２，２４，２６をフロントカバー２０の半径方向部３８に対して角度αを持たせて配置しているので、摩擦材２２，２４，２６の半径方向のスペースを小さくすることができる。ちなみに、摩擦材をさらに増やした多板構造とする場合には、摩擦材の軸方向のスペースも小さくしうる。
【００４２】
また、最も内側の第３の摩擦材２６と機能するロックアップピストン１８の傾斜部７６以外の第１および第２の摩擦材２２，２４を円周方向に均等に分割しているので、遠心力が摩擦材に働く。そのため、摩擦材２２，２４，２６の接触面積を維持したままでトルク容量をアップさせることができる。
【００４３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【００４４】
上記実施の形態では、第１および第２の摩擦材を円周方向に均等に４分割した例について記載した。しかし、本発明はそのような構成には限定されない。第１および第２の摩擦材を円周方向に均等に３分割または４分割以上に均等に分割しても、本発明の目的は十分に達成される。
【００４５】
その他、本明細書に添付の特許請求の範囲内での種々の設計変更および修正を加えうることは勿論である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  ロックアップ付きトルクコンバータ
１２  ロックアップ係合側油室
１４  ロックアップ解放側油室
１６  タービンランナ
１８  ロックアップピストン
２０  フロントカバー
２２，２４，２６  摩擦材
【図１】
2010255650.tif 000003
【図２】
2010255650.tif 000004
【図３】
2010255650.tif 000005
【図４】
2010255650.tif 000006